JPH09246797A - ワークの位置決め固定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ワーク位置決め固定装置において、第１に、ワ
ーク上面での処理を可能とし、第２に、その場での固
定、処理の作業を行ない、移動によるワーク位置のずれ
の発生を防止し、第３に、キャリアからワークを浮かし
た後位置決めを行なうことにより、キャリアの変形の影
響を受けずにワーク位置決めを可能にする。 【解決手段】第１に、キャリアとワーク支持体とワーク
クランパとにより構成する。第２に、キャリア内にワー
ク収納部と貫通穴を設ける。第３に、ワーク支持体が貫
通穴内を上昇しながらワークを下方より吸着して、ワー
ク収納部より浮かし、ワーククランパがワークの端辺を
押し当てるよう水平方向に移動し、ワーク端辺が位置決
め基準部に当接することによりワークの水平方向の位置
決めを行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークの位置決め
固定を行なう装置に関するものであり、主としてＢＧＡ
（ボールグリッドアレー）用ボールマウンターにおい
て、ワークであるＢＧＡパッケージの位置決めを行なう
装置を主眼に開発されたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＢＧＡボールマウントは、大きく
分けるとフレーム状のＢＧＡパッケージに多数個同時に
ボールマウントする方式と、個片ＢＧＡパッケージに１
個毎にボールマウントする方式の２通りが存在した。両
者ともハンダボールを定位置にマウントするためにＢＧ
Ａパッケージの正確な位置決めが必要であるが、特に、
個片ＢＧＡパッケージに１個毎にボールマウントする方
式においては、個々に位置決め及びボールマウントをし
なければならず、生産効率が悪かった。そこで効率的に
ワークの位置決めを行なう手段として、ワークが複数個
並べられたキャリア内で位置決めを行なう方法が摸索さ
れた。

【０００３】他方、特許公報（特公平２−５０３９号）
記載の技術は、ボンディングされるチップ側の位置決め
手段であるが、治具盤の中で同時に位置決めを可能とす
るもので、これにより複数ワークの位置決めを同時に効
率的に行なえる。

【０００４】しかし、この手段はワークの上面を吸着保
持して位置決めを行なうため、ワークの上面にハンダボ
ールをマウントする場合や、フラックスを転写する場合
には利用できず、且つ、位置決めの後にワークを移動さ
せるものであるため、移動途中でワークの位置にずれが
生じる危険があり、ＢＧＡパッケージのボールマウント
に利用できるものではなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決しようとするものであり、第１に、ワークを下面
側で保持して位置合わせ及び固定をすることにより、ワ
ーク上面でのハンダボールマウントやフラックスの転写
等の処理を可能とするワーク位置決め固定装置とする。

【０００６】第２に、ワーク位置決め後ワークを移動さ
せることなく、その場での固定、処理の作業を行ない、
移動によるワーク位置のずれの発生を防止すると同時に
キャリア内での複数個同時処理を可能とするワーク位置
決め固定装置とする。第３に、キャリアからワークを浮
かした後位置決めを行なうことにより、キャリアの変形
（反り等）の影響を受けない精度の高いワーク位置決め
固定装置とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、課題を解決す
るため、キャリアとワーク支持体とワーククランパとよ
りなるワーク位置決め固定装置において、キャリア内に
ワーク収納部を形成し、キャリアのワーク収納位置にワ
ークが落下せず、且つワーク支持体が通過可能な貫通穴
を穿設し、他方ワーク吸着面が水平とされたワーク支持
体を該貫通穴下方に昇降可能に設け、ワーク収納部上方
でワークの端辺に位置決め基準部を当接押し当てするこ
とでワークの水平方向の位置決め固定をするワーククラ
ンパを設け、ワーク支持体が上昇しながらワーク吸着面
にてワークを下方より吸着して、ワーク収納部より浮か
し、ワーククランパがワークの端辺を押し当てるよう水
平方向に移動し、ワーク端辺がワーククランパの位置決
め基準部に当接することによりワークの水平方向の位置
決めを行なうことを特徴とするワークの位置決め固定装
置を提供する。

【０００８】さらに、キャリアのワーク収納部へのワー
クの戻しを確実なものとするため、ワーク支持体の上昇
が吸着されたワークの下面がワーク収納部の高さを越え
ない範囲とした上記ワーク位置決め固定装置を提供す
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面に従って本発明の実施
の形態につき説明する。図１は、本発明に係るワーク位
置決め固定装置を示す部分平面図であり、図２は、同Ａ
−Ａ線断面図である。図中１がキャリアであり、２がワ
ークであり、３がワーク支持体であり、４がワーククラ
ンパである。そして、本発明は、このワーク２が搭載さ
れたキャリア１とワーク支持体３とワーククランパ４に
特徴あるワーク位置決め固定装置である。

【００１０】図示の実施の形態におけるワーク２は、Ｂ
ＧＡパッケージであり、ここで対象とするワーク２は、
ワークの外形を基準として位置決めを行なうものである
ため、外形及びパッドの位置精度が優れたものに限定さ
れる。

【００１１】キャリア１は、図５のキャリア１を示す平
面図に示されるように、ワーク収納部６と貫通穴８とを
所望個数（図示の実施の形態では５個）形成した板状体
である。ワーク収納部６は、キャリア１の上面より爪５
を所望本数立設して形成される。図示のワーク収納部６
はワーク２の四隅に相応する位置４ヵ所にＸ軸方向（図
中上下）とＹ軸方向（図中左右）へのワーク２の移動を
停止させる爪５を２個１組で立設している。

【００１２】尚、ワーク収納部６は、図１及至図３に現
われるようにワーク２の大きさより若干広く、ワーク収
納部６にワーク２を収納した場合に若干のクリアランス
が生じる広さに形成されている。従って、位置決め前の
ワーク２は図１中左方のワーク２のようにワーク収納部
６内のクリアランスに応じて一方にずれている場合が多
い。

【００１３】キャリア１のワーク収納位置には、ワーク
２が落下することなく、且つ、ワーク支持体３及びワー
ククランパ４が通過可能な大きさの貫通穴８が穿設され
ている。図５中略十字形に開けられた５ヵ所の部分が貫
通穴８である。

【００１４】ワーク支持体３は、上面がワーク吸着面９
とされ、ワーク吸着面９は、Ｚ軸方向の位置精度を確保
するため水平に形成され、図示されていない真空吸引装
置と連結されたワーク吸着穴１０が開けられている。個
々のワーク支持体３は図７に示されるように昇降用シリ
ンダ１１と連結されたベース１２に装着されており、昇
降用シリンダ１１の動作により同時に昇降する。尚、昇
降シリンダ１１の代わりにカムを用いてもよい。その場
合、カムの駆動はモータやエアシリンダにより行なう。

【００１５】クランパ４は、図６及び図７に示されるよ
うにクランプシリンダ１３、１４と連結された基準ピン
７と従属ピン１７とにより構成される。基準ピン７は、
位置決め基準部となるため間隔をおいた２本のピンにて
構成されるが、従属ピン１７はワーク２を基準ピン７に
当接押し当てるために動作するものであるので、１本の
ピンで充分である。尚、クランパ４はクランプシリンダ
１３、１４の代わりにカムやリンクを用いてもよい。そ
の場合、その駆動はモータ、エアシリンダ、及びソレノ
イド等により行なう。

【００１６】基準ピン７と従属ピン１７とで構成される
クランパ４は、一つのワーク２に対して、Ｘ軸方向（図
１及び図３中上下方向）とＹ軸方向（図１及び図３中左
右方向）とに各々１組が用いられる。尚、基準ピン７及
び従属ピン１７の上端はワーク支持体３の上端より上方
に位置するようベース１２に取り付けられており、ワー
ク支持体３と同時に昇降する。

【００１７】次に動作順序について説明する。本発明が
利用される自動ハンダボールマウント装置全体の概要
は、図９に示すようなもので、ワーク２が収納されたキ
ャリア１がセットされたキャリア供給用マガジンラック
２０よりキャリア１が取り出され、ワーク２が載置され
たキャリア１が、搬入コンベア等の搬送装置により搬送
される。図示されていないが、搬送に際し、搬送装置
は、搬送位置決めピンをキャリア１の搬送位置決めピン
用穴に挿入しキャリア１を搬送する。

【００１８】そして、キャリア１がボールマウント部２
１のキャリア位置決め部２２上にて停止し、図示されて
いないキャリアクランプにより固定される。これにより
キャリア１が正確な位置に位置決め固定される。この状
態では図２の部分断面図に示されるようにワーク支持体
３及びクランパ４は、キャリア１より下方に下がった位
置に待機している。

【００１９】次にキャリア位置決め部２２に設けられた
昇降用シリンダ１１が動作し、ベース１２と共にワーク
支持体３が真空吸引を開始しながら上昇し、各ＢＧＡパ
ッケージであるワーク２下面にワーク吸着面９を当接さ
せ、ワーク吸着面９にワーク２を吸着し、更に上昇し、
ワーク２をキャリア１のワーク収納部６から浮かす。こ
の浮かす高さはワーク２の下面がワーク収納部６の爪５
の高さを越えない高さである。図４の部分断面図が、こ
の状態を示している。尚、ワーク２の下面がワーク収納
部６の爪５の高さを越える高さでも実施は可能である。
しかし、その場合はトラブルなどによりワーク２とキャ
リア１の位置関係がずれてしまいワーク２をワーク収納
部６へ戻す際にワーク２の一部がワーク収納部６の爪５
にぶつかってしまう場合が生じる可能性がある。そのた
め本実施例では、上記のようにワーク２をキャリア１の
ワーク収納部６から浮かす高さはワーク２の下面がワー
ク収納部６の爪５の高さを越えない高さとしている。

【００２０】ワーク支持体３の上昇時にクランパ４も同
時に上昇する。ワーク支持体３の上昇が停止すると、ク
ランパ４も同時に停止し、クランプシリンダ１３、１４
が動作し、基準ピン７及び従属ピン１７がワーク２を挟
むようワーク２に近接するよう移動する。図３及び図４
に示された矢印は基準ピン７及び従属ピン１７の移動方
向を示す。

【００２１】基準ピン７は位置決め基準部となるため設
定された位置にて停止し、その後移動を継続している従
属ピン１７によりワーク２を基準ピン７に当接するまで
移動させる。ワーク２の端辺が基準ピン７に当接押し当
てられたときに水平方向の位置決めが完了する。この
時、図１及び図２のように複数個のワーク２がある場
合、同時に位置決めを行なう。又、Ｘ軸方向の位置決め
とＹ軸方向の位置決めを同時に行なうことも、時間的に
前後させて行なうことも可能である。

【００２２】ワーク２の位置決めをした後、その状態の
ままフラックスを転写し、ハンダボールをマウントする
等の処理が行なわれる。これらの処理を行なうボールマ
ウント部２１は、図１０に示される。図の例によればボ
ールマウント部２１は、搬送方向と直交する方向の上方
に設けられたガイドレール２３にボールマウントヘッド
２４及び転写ユニット２５がスライド自在に装着されて
いる。転写ユニット２５がフラックス供給部２６からフ
ラックスを供給され、ワーク２の上方へ移動した後下降
し、ワーク２にフラックスを転写する。ハンダボールの
マウントもボールマウントヘッド２４がハンダボール供
給部２７からハンダボールを吸引し、ワーク２の上方へ
移動した後、下降しワーク２にハンダボールをマウント
する。

【００２３】その後、基準ピン７及び従属ピン１７は退
避し、クランパ４は解放され、ワーク支持体３は下降
し、ワーク２をキャリア１のワーク収納部６に戻す。
尚、ワーク２がワーク収納部６に戻る直前にワーク支持
体３の真空吸引は切られ、ワーク２はワーク吸着面９か
ら離脱しやすい状態となっている。そして、図示されて
いない搬出装置によりキャリア１が搬出され、収納用マ
ガジンラック２８に収納されサイクルの終了となる。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、ワーク２を水平に形成された
ワーク支持体３のワーク吸着面９に吸着し、ワーク２を
キャリア１から浮かして位置決め固定を行なうものであ
るので、搬送等により生ずるキャリア１の歪み、傾きの
影響を逃れてワーク２を水平にすることが可能である。

【００２５】本発明は、ワーク支持体３がワーク２の下
面を吸着し、固定するものであるので、ワーク２の上面
があいており、ワーク２の上面にハンダボールを乗せる
ことができ、仮付もできるようになり、位置決めされた
固定位置で、ワーク２にハンダボールマウント、フラッ
クス転写等の処理が可能となった。

【００２６】本発明では、ワーク収納部６上方で位置決
め基準部（実施の形態では基準ピン７）をワーク２の端
辺に当接押し当てすることでワークの水平方向位置決め
固定をするワーククランパ４を用いるので、簡単にして
正確な位置決め固定が可能となった。

【００２７】又、請求項２記載のワーク位置決め固定装
置のように、ワーク支持体３の上昇が吸着されたワーク
２の下面がワーク収納部６の高さ（実施の形態での爪５
の高さ）を越えない範囲とすることで、処理後のワーク
２を確実にキャリア１のワーク収納部６に戻すことがで
き、ボールマウント装置やフラックス転写装置の自動化
の障害を除去できるものとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】ワーク位置決め固定装置を示す部分平面図

【図２】Ａ−Ａ線断面図

【図３】ワーク位置決め固定時を示す部分平面図

【図４】Ｂ−Ｂ線断面図

【図５】キャリアを示す平面図

【図６】ワーク支持体及びワーククランパの関係を示す
平面図

【図７】同正面図

【図８】キャリアとワーク支持体とワーククランパの関
係を示す平面図

【図９】自動ボールマウント装置におけるワークの流れ
を示す説明図

【図１０】ボールマウント部を示す概略斜視図

【符号の説明】

１．．．．．．キャリア ２．．．．．．ワーク ３．．．．．．ワーク支持体 ４．．．．．．ワーククランパ ５．．．．．．爪 ６．．．．．．ワーク収納部 ７．．．．．．基準ピン ８．．．．．．貫通穴 ９．．．．．．ワーク吸着面 １０．．．．．ワーク吸着穴 １１．．．．．昇降用シリンダ １２．．．．．ベース １３、１４．．クランプシリンダ １７．．．．．従属ピン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】キャリアとワーク支持体とワーククランパ
   とよりなるワーク位置決め固定装置において、キャリア
   内にワーク収納部を形成し、キャリアのワーク収納位置
   にワークが落下せず、且つワーク支持体が通過可能な貫
   通穴を穿設し、他方ワーク吸着面が水平とされたワーク
   支持体を該貫通穴下方に昇降可能に設け、ワーク収納部
   上方でワークの端辺に位置決め基準部を当接押し当てす
   ることでワークの水平方向の位置決め固定をするワーク
   クランパを設け、ワーク支持体が上昇しながらワーク吸
   着面にてワークを下方より吸着して、ワーク収納部より
   浮かし、ワーククランパがワークの端辺を押し当てるよ
   う水平方向に移動し、ワーク端辺がワーククランパの位
   置決め基準部に当接することによりワークの水平方向の
   位置決めを行なうことを特徴とするワークの位置決め固
   定装置。
2. 【請求項２】ワーク支持体の上昇が吸着されたワークの
   下面がワーク収納部の高さを越えない範囲である請求項
   １記載のワーク位置決め固定装置。